传感器与检测技术重点知识点总结
9页1、传感器与检测技术知识总结1:传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可 输出信号的器件或装置。一、传感器的组成2:传感器一般由敏感元件, 转换元件及基本转换电路三部分 组成。敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输 出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位 移或应变输出) 。转换元件是将敏感元件输出的非电量转换 成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。 基本转换电路是将该电信号转换成便于传输, 处理的电量。二、传感器的分类1、按被测量对象分类(1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置, 速度,力, 力矩,温度以及异常变化。 (2)外部信息传感器主要检测系 统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑 动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声 测距、激光测距) 。2、传感器按工作机理( 1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化 而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电 式传感器)。( 2)结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定 律等构成的(主要有电感式传感器;电容式传感 器;光栅式传感器) 。3、按被测物理量分类如位
2、移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。4、按工作原理分类 主要是有利于传感器的设计和应用。5、按传感器能量源分类( 1)无源型:不需外加电源。而是将被测量的相关能量 转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、 光电式)又称能量转化型;( 2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控 制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式) 。6、按输出信号的性质分类(1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开 (ON)和关(OFF);( 2 )模拟型: 输出是与输入物理量变换相对应的连续变化 的电量,其输入 / 输出可线性,也可非线性;(3)数字型:计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何 一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;代码型 (又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输 入量变化。其代码“ 1”为高电平,“ 0”为低电平。三、传感器的特性及主要性能指标1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系,有静态特 性和动态特性。2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作 缓慢变化时, 传感器的输出与输入之间的关系,叫静态特性, 简称静特性。表征传感
3、器静态特性的指标有线性度, 敏感度,重复性等。3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的 输入量的响应特性称为动态特性,简称动特性。传感器的动 态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其 传递,转换信息的形式可分为接触式环节;模拟环节; 数字环节。评定其动态特性:正弦周期信号、阶跃信号。4、传感器的主要性能要求是: 1)高精度、低成本。 2)高灵 敏度。 3)工作可靠。 4)稳定性好,应长期工作稳定,抗腐 蚀性好; 5)抗干扰能力强; 6)动态性能良好。 7)结构简单、 小巧,使用维护方便等;四、传感检测技术的地位和作用1、地位:传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅 猛发展的技术, 是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。2、作用:能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处 理等功能。应用:计算机集成制造系统( CIMS)、柔性制造系 统( FMS)、加工中心( MC)、计算机辅助制造系统( CAM)。五、基本特性的评价1、测量范围:是指传感器在允许误差限内,其被测量值的范 围; 量程:则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。2、过载能力:一般情况下
4、,在不引起传感器的规定性能指标 永久改变条件下,传感器允许超过其测量范围的能力。过载 能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百 分比表示。3、灵敏度:是指传感器输出量 Y与引起此变化的输入量的变 化 X 之比。4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反 应能力。灵敏度越高越好,因为灵敏度越高,传感器所能感 知的变化量越小,即被测量稍有微小变化,传感器就有较大 输出。 K值越大,对外界反应越强。5、反映非线性误差的程度是线性度。 线性度是以一定的拟合 直线作基准与校准曲线作比较,用其不一致的最大偏差 Lmax与理论量程输出值 Y( =ymaxymin)的百分比进行计算。6、稳定性在相同条件,相当长时间内,其输入/ 输出特性不发生变化的能力,影响传感器稳定性的因素是时间和环境。7、温度影响其零漂,零漂是指还没输入时,输出值随时间变 化而变化。长期使用会产生蠕变现象。8、重复性:是衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多 次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标; (分散范围 小,重复性越好)9、精确度:简称精度,它表示传感器的输出结果与被测量的 实际值之间的符合程度
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